空间查询中自然语言空间关系与度量空间关系的转换方法研究:以面目标为例

以面目标为例,首先探讨度量空间关系的描述方法,即拓扑谓词+度量参数,建立拓扑谓词与度量参数之间的对应关系;然后从人的认知角度,分析空间关系的自然语言描述,即拓扑谓词+量词,区分模糊量词和临界量词两类量词,并分别用来描述邻近拓扑谓词相互转化过程中的定量变化和定性变化;最后,分析度量参数与量词之间的关联关系,试图建立空间查询中度量空间关系与自然语言空间关系之间的联系,从而更好地应用于空间查询.

Abstract：

Spatial relations between spatial entities can be obtained by two means. One is computed and obtained by spatial data, and the other is obtained by human spatial cognition. So, they are named as metric spatial relations and natural-language spatial relations, respectively. This paper is focused on filling the gap between these two kinds of spatial relations. For this purpose, regions are taken as example, and three steps are included. Metric spatial relations ore first depicted by combining topological predicates with metric parameters, where a mapping is built between the topological predicates and the metric parameters. Second, natural-language spatial relations are represented by combining topological predicates with quantifiers, where quantifiers are differentiated into two types:vague quantifiers and critical quantifiers. They are respectively used to describe quantitative and qualitative change in the process of the transformation between neighboring topological predicates. Finally, the association between metric parameters and quantifiers is further illustrated and analyzed by a questionnaire. With these three steps, the linkage can be built between metric spatial relations and natural-language spatial relations. The proposed methods have been proven to be rational by the performances of spatial query.     

氟苯尼考浸泡栉孔扇贝后各组织中含量的测定

以栉孔扇贝(Chlamys farreri)为对象,研究了其不同组织对氟苯尼考的蓄积与消除规律。氟苯尼考对栉孔扇贝的96h半致死浓度LC50为213.1mg·L~(-1),安全浓度为21.3mg·L~(-1)。将栉孔扇贝分别暴露于氟苯尼考含量在安全浓度以上(40mg·L~(-1),A组)、安全浓度水平(20mg·L~(-1),B组)和安全浓度以下(10mg·L~(-1),C组)进行8天的蓄积实验,从第9天开始将栉孔扇贝转移至洁净的海水中进行5天的消除实验。研究表明:蓄积阶段,栉孔扇贝各组织中氟苯尼考含量随海水中氟苯尼考浓度的升高而增加;而同一时间的生物蓄积系数(BCF)则随海水中氟苯尼考浓度的升高而逐渐降低,表明在低剂量浓度条件下,栉孔扇贝更容易对氟苯尼考产生富集作用。各组织中氟苯尼考浓度大小顺序为:内脏团外套膜闭壳肌,其中,内脏团与外套膜中氟苯尼考含量大约是闭壳肌的2~7倍,表明氟苯尼考主要富集在栉孔扇贝的内脏团及外套膜中,闭壳肌中含量较少。消除阶段,氟苯尼考的日均消除速率大小顺序为内脏团外套膜闭壳肌,且A组B组C组,说明作为主要食用部位的闭壳肌对氟苯尼考的消除速率相对较慢。在较高浓度氟苯尼考下,闭壳肌需要经过一段时间的净化才能使氟苯尼考含量降至低于0.1mg·kg-1以下。研究结果为在栉孔扇贝养殖中合理施用氟苯尼考提供参考。     

基于SAR影像的贡巴冰川末端冰湖年际变化监测及溃决规律分析

受全球气候变化的影响,近年来藏东南区域多数冰川退化加剧,冰湖的异动也更为频繁,冰湖溃决诱发洪水、涌浪、泥石流等山地灾害的风险激增。以多源时序合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像为数据源,从水体和非水体信号的强度差异出发,开展冰湖的分类方法研究,提出了一种基于时序SAR影像的强度标准化比值实施冰湖提取与动态监测的方法。为了验证方法的可行性,选取日本航天局的ALOS/PALSAR-1与欧空局的Sentinel-1A影像序列,针对位于贡巴冰川流域的典型实验区,在11 a的时间跨度上开展了冰湖动态提取和长时序变化分析。通过实验成功获取了贡巴冰川末端冰湖2007-2018年间的时空变化,进而发现近10 a间冰湖的体量呈高速增长的态势,这从侧面也印证了贡巴冰川消融加剧的现状。此外,2018年的新近监测结果表明,局部溃决涌道的扩张打破了冰湖固有的生存周期,甚至会诱发洪水和泥石流次生灾害的发生,有必要加强监测与防范。     

基础地理知识服务的基本问题与研究方向

基础地理数据具有空间载体和知识存量两大作用。以往人们主要关注其空间载体作用,研发和提供了丰富多样的基础地理数据服务与信息服务,但对其知识存量挖掘不够,提供的地理空间知识服务极少。近年来,“数据海量,信息爆炸,知识难求”现象愈加突出,从地理数据信息服务走向知识服务势在必行,已成为测绘科技转型升级的一项重要任务。借鉴知识图谱的最新研究进展,讨论了基础地理数据、信息和知识的基本内涵,提出了以结构化和关联化为重要特征的基础地理知识服务总体思路,分析了由此带来的4方面问题;继而从领域知识体系构建、关键技术、应用服务3个方面讨论了基础地理知识服务的研究方向与重点;以GlobeLand30知识服务为例,介绍了初步研究进展。     

基于层次随机图的道路选取方法

 道路选取是道路网自动综合的关键问题之一,这方面已有多年研究,虽已取得很大进展,但尚不能自动完成一定比例尺下道路网的选取。本文提出一种基于层次随机图的道路选取方法,通过构建道路网的层次聚类结构以辅助道路选取。层次随机图是一种复杂网络模型,表现为一个二叉树,它不仅可以将复杂的道路网进行层次聚类,而且在可视化的同时提供了不同粒度的聚类信息。在构建道路网的层次随机图的基础上,本文采用累计权重数来衡量每条道路在整体层次结构中的重要性,并据此进行道路选择。我们将该方法应用到不同模式的实际道路网中进行道路选取试验,包括方格形、方格放射状、环形放射状、自由式路网等,以对应的谷歌地图作为参考进行道路选取符合数量、符合长度的定量评价和观察对比定性评价。试验表明本方法的选取结果与谷歌地图符合度很高。此外,与典型的基于路划长度和基于度中心度(degree centrality)的选取方法相比,本文方法更优。最后给出了本文方法优缺点的讨论和进一步研究的展望。     

基于欧拉数的地籍拓扑关系计算

地籍实体间的空间拓扑关系是地籍信息系统时空数据组织与查询、空间数据质量控制、空间数据更新处理等的基础,然而现有拓扑关系模型在计算地籍实体间的拓扑关系方面存在不足。本文提出了一种基于目标整体交/差和欧拉数的地籍实体拓扑关系计算方法,其将目标看作一个整体,用目标整体间∩(交)、\(差)两个集合操作的结果来区分目标之间的拓扑关系,结果的取值包括内容、维数和欧拉数三个拓扑不变量。研究工作表明本文所提出的拓扑关系模型克服了现有拓扑关系模型在描述地籍实体间拓扑关系方面存在的不足,并且其已成功地应用到地籍空间数据更新处理中。     

地图综合中建筑物方向的计算方法及适用性分析

建筑物的方向是地图综合过程中的一个基本约束,目前仍没有一个计算建筑物方向的统一方法。本文详细阐述了五种常用的计算方法,分别为最长边法、加权平分线法、统计加权法、最小MBR法和基于墙的均值法。并从其基本原理出发,分析了这五种方法的适用性和局限性。通过两个实验设计和实现,进一步例证了这些方法的适用情况和存在的问题,并发现最小MBR方法较为稳健。     

简单面目标与带孔洞面目标间拓扑关系的层次表达方法

带孔洞的面目标是现实中较为常见的一类复杂目标,它们之间的拓扑关系要比简单面目标复杂得多.本文基于空间划分和目标分解的思想,利用点集(拓扑学)理论中的邻域概念详细分析和描述带孔洞面目标的点集拓扑分量,这种描述方法实质上是简单面目标点集拓扑分量描述的一种自然延展.进而,对简单面目标间拓扑关系的描述和区分方法进行了扩展,层次地分析和区分简单面目标与带孔洞面目标间的拓扑关系.相比于Egenhofer等人提出的代数描述和间接表达方法,本文提出的方法是一种直接描述和层次表达的方法,并且与简单面目标间拓扑关系的表达方法是相统一的.     

GIS线目标间空间关系的集成表达方法

GIS中的线目标可以表达现实中一类广泛存在的空间实体,如地铁线、管线、道路以及河流等。以线目标为研究对象,基于分解与组合的思想,提出一种线／线目标空间关系的集成表达方法。在整体上,将空间关系分解为拓扑、方向和距离关系3种,并以拓扑关系描述作为方向和距离信息的载体,通过纳入局部的方向关系和距离关系,来集成表达两个线目标间的各种类型空间关系信息。其中在线目标间拓扑关系、方向关系和距离关系描述时,分别将它们分解为一组局部关系（或基本关系）,并通过对拓扑关系建立一定的排列顺序来进行描述。最后,通过一个简单例子说明本文提出的方法与Clementini和Di Felice（1998）的不同。以及本文方法对表达各种空间关系信息的可行性。     

顾及地理空间视角的区域SDGs综合评估方法与示范

目前世界各国正积极落实联合国《2030年可持续发展议程》及其17项可持续发展目标(Sustainable Development Goals,英文缩写为SDGs),重要举措之一是利用统计和地理信息进行SDGs进展评估监测。就总体而言,国内外这方面研究尚处于概念设计、方法探讨和单指标、小范围试点阶段。究其原因,主要是涉及因素众多、技术过程复杂,既面临全球指标体系的科学理解、海量时空数据的融合处理、顾及地理视角的指标计算、基于事实的SDGs分析评估等诸多技术难题,还要实现跨学科的综合分析、多机构的沟通协调等。针对这一国际前沿课题,笔者研究提出了统计和地理信息相结合的综合评估方法,完成了浙江省德清县践行2030议程情况的定量综合评估。既为总结当地践行SDGs经验、发现存在问题、制定改进方案提供了重要科学依据,也为国内外其他区域开展SDGs定量评估监测提供了可借鉴的方法与范例。